EP2569780A1 - Leiteranordnung - Google Patents

Leiteranordnung

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EP2569780A1
EP2569780A1 EP11758081A EP11758081A EP2569780A1 EP 2569780 A1 EP2569780 A1 EP 2569780A1 EP 11758081 A EP11758081 A EP 11758081A EP 11758081 A EP11758081 A EP 11758081A EP 2569780 A1 EP2569780 A1 EP 2569780A1
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EP
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conductor
arrangement according
conductor arrangement
braids
strands
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EP11758081A
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EP2569780B1 (de
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Andreas Paepke
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Ernst and Engbring GmbH
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Ernst and Engbring GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/30—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for reducing conductor losses when carrying alternating current, e.g. due to skin effect
    • H01B7/303—Conductors comprising interwire insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/06—Gas-pressure cables; Oil-pressure cables; Cables for use in conduits under fluid pressure
    • H01B9/0611—Oil-pressure cables

Definitions

  • the invention relates to a conductor arrangement having a plurality of wells, consisting of a plurality of parallel strands, wherein the strands are formed from a plurality of mutually insulated conductor wires.
  • Circuit arrangements are already known from the prior art, which consist of a plurality of conductor wires, in which the individual conductor wires are insulated from each other.
  • DE 11 2008 000 175 T5 discloses a conductor arrangement in which a plurality of lead wires are integrated, wherein each of the lead wires has a cross section of one of parts, in which an entire cross section of the conductor arrangement is divided.
  • This conductor arrangement comprises an insulating covering layer for covering and insulating an entirety of the wire arrangement of the conductor wires, wherein the conductor wires are separated from each other by an insulating adhesive layer and adhered to each other.
  • DE 28 11 028 C2 discloses a conductor arrangement, namely a power cable with a Millikan conductor of circular cross section, which consists of at least four sector-shaped conductive elements, the conductor being insulated with oil-impregnated paper and each conductive element having twisted or stranded metal wires and wherein each metal wire (conductor wire) is provided with an insulating coating.
  • CONFIRMATION COPY which are stranded separately and arranged so that a conductor is formed with a circular cross-section.
  • Each sector is usually formed of stranded copper wires.
  • the invention is characterized in that, in the case of the conductor arrangement according to the invention, groups of compartments are intertwined into braids and that a plurality of braids are stranded to form the conductor.
  • a structure of a conductor arrangement can be realized which reduces the skin effect and eddy current losses due to the intertwining of the individual sections, the individual stranded wires or recesses do not only run in a certain area of the conductor arrangement cross-section, but because of the interweaving are uniformly distributed over the entire cross-section of the conductor cross-section according to the invention at every point of the cross-section of the conductor arrangement.
  • a structure of a conductor arrangement can be realized which reduces the skin effect and eddy current losses due to the intertwining of the individual sections, the individual stranded wires or recesses do not only run in a certain area of the conductor arrangement cross-section, but because of the interweaving are uniformly distributed over the entire cross-section of the conductor cross-section according to the invention at every point of the cross-section of the conductor arrangement.
  • the conductor arrangement has an at least approximately circular cross-sectional area.
  • Inventive conductor arrangements with an at least approximately circular cross-section sectional area can in particular for the contactless energy transfer for
  • Transport systems for components used in industrial production, in particular automotive production it is also conceivable to use the inventive conductor arrangement for contactless energy transmission in the field of electromobility. Theoretically, however, it is also conceivable to produce a conductor arrangement according to the invention which is used for other purposes, with a quadrangular or also polygonal cross-sectional area, for example.
  • the individual conductor wires do not come into direct contact with one another within the conductor arrangement, they are insulated. It is advantageous if an insulating lacquer layer is used to insulate the individual conductor wires, which is applied to the individual conductor wires.
  • This insulating lacquer layer may be formed, for example, as an elastic protective lacquer.
  • a compartment may consist of a number of 2 to 20, preferably four to 8 strands.
  • the mesh of a conductor arrangement according to the invention may advantageously consist of a number of 4 to 48, preferably 16, wells.
  • a number of 1 to 6, preferably four, braids are stranded into a conductor arrangement.
  • it may additionally be surrounded by at least one outer insulation.
  • the outer insulation has a multilayer structure.
  • the conductor arrangement according to the invention is constructed of braids having different numbers of strands in the respective sections.
  • Figure 1 a detail of a cross-sectional view of a conductor arrangement according to the invention; in addition, the construction of a strand and a compartment;
  • FIG. 2 shows a side view of a conductor arrangement according to the invention in the area of the interlaced sections
  • Figure 3 a schematic structure of the conductor arrangement according to the invention in a cross-sectional view.
  • FIG. 1 shows the conductor arrangement 1 according to the invention, which consists of a plurality of wells 2, which consists of a plurality of juxtaposed litters zen 3 are constructed, wherein the strands 3 is formed of a plurality of insulated conductor wires 4.
  • FIG. 1 shows that a stranded wire 3 consists of 19 insulated conductor wires, namely copper enameled wires.
  • a compartment 2 is in this case constructed of four strands 3.
  • the compartments 2 are distributed uniformly over the cross section of the conductor arrangement 1 according to the invention. In this case, it is possible for the individual compartments 2 to be distributed uniformly over the entire cross-sectional area of the conductor arrangement according to the invention.
  • Figure 2 shows a sectional view of the conductor arrangement according to the invention along its longitudinal direction. From Figure 2 it can be seen that the individual sections 2, which are shown here in black and white, sipd mutually intertwined. Because of this interweaving, a homogeneous distribution of the individual sections in the conductor arrangement according to the invention can be achieved if the braids 5 produced by the braiding process are stranded to form the conductor arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 schematically shows the cross section of a conductor arrangement 1 according to the invention, in particular a Millikan conductor.
  • the conductor assembly 1 consists of four braids 5, which are stranded together.
  • the four interconnected braids are enclosed by two bandings 8 and 9 and by two extruded insulation layers 6 and 7

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Leiteranordnung (1), die mehrere Fachungen (2), bestehend aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten Litzen (3) aufweist, wobei die Litzen (3) aus einer Mehrzahl von voneinander isolierten Leiterdrähten (4) gebildet sind, Gruppen von Fachungen (2) untereinander zu Geflechten (5) verflochten sind und eine Mehrzahl von Geflechten (5) zur Leiteranordnung (1) verseilt ist, ferner Verwendung der Leiteranordnung zur kontaktlosen Energieübertragung für Transportsysteme.

Description

Leiteranordnung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Leiteranordnung, die mehrere Fachungen, bestehend aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten Litzen aufweist, wobei die Litzen aus einer Mehrzahl voneinander isolierten Leiterdrähten gebildet sind. {0002] Aus dem Stand der Technik sind bereits Leiteranordnungen bekannt, die aus einer Mehrzahl von Leiterdrähten bestehen, bei denen die einzelnen Leiterdrähte voneinander isoliert sind.
[0003] So offenbart die DE 11 2008 000 175 T5 eine Leiteranordnung, in der mehrere Leitungsdrähte integriert sind, wobei jeder der Leitungsdrähte einen im Querschnitt eines von Teilen aufweist, in die ein gesamter Querschnitt der Leiteranordnung unterteilt ist. Diese Leiteranordnung umfasst eine isolierende Abdeckschicht zum Abdecken und isolieren einer Gesamtheit der Drahtanordnung der Leiterdrähte, wobei die Leiterdrähte durch eine isolierende Haftschicht voneinander getrennt und aneinander zum Haften ge- bracht sind.
[0004] Aus der DE 28 11 028 C2 ist eine Leiteranordnung, nämlich ein Energiekabel mit einem Millikan-Leiter kreisförmigen Querschnitts bekannt, der aus wenigstens vier sektorförmigen leitenden Elementen besteht, wobei der Leiter mit Öl imprägnierten Pa- pier isoliert ist und jedes leitende Element miteinander verdrallte oder verseilte Metalldrähte aufweist und wobei jeder Metalldraht (Leiterdraht) mit einem Isolierüberzug versehen ist.
[0005] Problematisch an diesem Stand der Technik ist, dass sich ernsthafte Nachteile bei Leitern mit großen Querschnittsflächen ergeben, und zwar in Folge des Skin-Effektes und der Wirbelstromeffekte bzw. Wirbelstromverluste, durch welche der tatsächliche Widerstand der Leiter erhöht wird und in vielen Fällen alle Vorteile in Frage gestellt bzw. aufgehoben werden, die sich eigentlich aus der größeren Größe des Leiters bzw. der Leiteranordnung ergeben. Um diese Effekte zu minimieren, werden allgemein Millikan- Leiter verwendet, die bekanntlich aus vier oder mehr sektorförmigen leitenden Elementen
BESTÄTIGUNGSKOPIE bestehen, die getrennt verseilt und so angeordnet sind, dass ein Leiter mit kreisförmigem Querschnitt gebildet wird. Jeder Sektor ist üblicherweise aus miteinander verseilten Kupferdrähten gebildet. Mit solchen Anordnungen wurde versucht, den Skin-Effekt sowie Wirbelstromverluste zu vermeiden, da durch diese Anordnung der induktive Spannungs- abfall in jedem der Drähte ausgeglichen werden sollte. Dies konnte bisher mit diesem Stand der Technik jedoch nicht erreicht werden, da auch diese Anordnungen immer noch zu einem deutlichen Skin-Effekt sowie zu Wirbelstromverlusten führen.
[0006] Ausgehend von dieser Problemstellung ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lei- teranordnung, insbesondere einen Millikan-Leiter, bereitzustellen, die den Skin-Effekt und Wirbelstromverluste besser vermeiden kann, um induktive Spannungsabfälle möglichst zu verhindern oder zu verringern.
[0007] Zur Problemlösung zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass bei der er- findungsgemäßen Leiteranordnung Gruppen von Fachungen untereinander zu Geflechten verflochten sind und dass eine Mehrzahl von Geflechten zu der Leiteran Ordnung verseilt ist.
[0008] Vorteilhafterweise kann mit dieser Anordnung einer Leiteranordnung, insbe- sondere eines Millikan-Leiters, die einzelne Fachungen, bestehend aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Litzen aufweist, ein Aufbau einer Leiteranordnung realisiert werden, der den Skin-Effekt und Wirbelstromverluste verringert, da aufgrund der Verflechtung der einzelnen Fachungen die einzelnen Litze oder Fachungen nicht nur in einem bestimmten Bereich des Leiteranordnungsquerschnitts verlaufen, sondern auf- grund der Verflechtung gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des erfindungsgemäßen Leiterquerschnitts, an jeder Stelle des Querschnitts der Leiteranordnung verteilt sind. Vorteilhafterweise kann durch diese Ausbildung der Leiteranordnung der gesamte Querschnitt des Leiters zur Stromleitung benutzt werden und der so genannte Skin-Effekt bzw. Wirbelstromverluste können minimiert werden.
[0009] Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Leiteranordnung eine wenigstens näherungsweise kreisrunde Querschnittsfläche aufweist. Erfindungsgemäße Leiteranordnungen mit einer wenigstens näherungsweise kreisrunden Quer- schnittsfläche können insbesondere für die kontaktlose Energieübertragung für
Transportsysteme für Bauteile in der Industrieproduktion, insbesondere der Automobilherstellung, verwendet werden. Es ist jedoch auch denkbar, die erfindungsgemäße Leiteranordnung zur kontaktlosen Energieübertragung im Bereich der Elektromobili- tat zu verwenden. Theoretisch ist es jedoch auch denkbar, eine erfindungsgemäße Leiteranordnung, die für andere Verwendungszwecke eingesetzt wird, mit einer beispielsweise viereckigen oder auch mehreckigen Querschnittsfläche herzustellen.
10010] Um eine möglichst homogene Verteilung der einzelnen Fachungen über den Querschnitt der Leiteranordnung zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Fachungen wechselseitig miteinander verflochten sind. Alternativ ist es auch denkbar, die einzelnen Fachungen zu klöppeln, zu stricken oder zu verweben.
[0011] Damit die einzelnen Leiterdrähte innerhalb der Leiteranordnung nicht in direk- ten Kontakt miteinander kommen, sind sie isoliert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zur Isolierung der einzelnen Leiterdrähte eine Isolierlackschicht verwendet wird, die auf die einzelnen Leiterdrähte aufgebracht wird. Diese Isolierlackschicht kann beispielsweise als elastischer Schutzlack ausgebildet sein. [0012] Vorteilhafterweise kann eine Litze aus einer Anzahl von 2 bis 1000, vorzugsweise 18 oder 19 Einzeldrähten, bestehen.
[0013] Vorteilhafterweise kann eine Fachung aus einer Anzahl von 2 bis 20, vorzugsweise vier bis 8 Litzen bestehen. Das Geflecht einer erfindungsgemäßen Leiteran- Ordnung kann vorteilhafterweise aus einer Anzahl von 4 bis 48, vorzugsweise 16, Fachungen bestehen.
[0014] In erfindungsgemäßer Weise hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn eine Anzahl von 1 bis 6, vorzugsweise vier, Geflechten zu einer Leiteranordnung verseilt sind. [0015] Um die erfindungsgemäße Leiteranordnung vor äußeren Einflüssen zu schützen, kann sie zusätzlich von mindestens einer äußeren Isolierung umgeben sein. Dabei ist es auch denkbar, dass die äußere Isolierung einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. [0016] Es ist ebenfalls möglich, dass die erfindungsgemäße Leiteranordnung aus Geflechten aufgebaut ist, die unterschiedliche Anzahlen von Litzen in den jeweiligen Fachungen aufweisen. So ist es möglich, dass zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung Fachungen verwendet werden, die aus vier nebeneinander angeordneten Litzen bestehen und zusätzlich Fachungen verwendet werden, die aus fünf neben- einander angeordneten Litzen bestehen. Aus jeweils 16 der Fachungen mit fünf Litzen und 16 der Fachungen mit vier Litzen werden jeweils zwei Geflechte erstellt. In einem nächsten Arbeitsgang werden dann aus diesen Geflechten mittels eines Verseilungsvorgangs die erfindungsgemäßen Leiteranordnungen erstellt. [0017] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Leiteranordnung liegen alle Leiterdrähte zu möglichst gleichen Anteilen in allen Entfernungen zum Leitermittelpunkt, wodurch eine möglichst maximale Eindringtiefe des Stromes in den Leiter erreicht werden kann. [0018] Anhand von Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 : einen Ausschnitt aus einer Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung; zudem den Aufbau einer Litze und einer Fachung;
Figur 2: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leiteranordnung im Bereich der verflochtenen Fachungen, und
Figur 3: einen schematisierten Aufbau der erfindungsgemäßen Leiteranordnung in einer Querschnittsdarstellung.
[0019] Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Leiteranordnung 1 , die aus einer Mehrzahl von Fachungen 2 besteht, die aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lit- zen 3 aufgebaut sind, wobei die Litzen 3 aus einer Mehrzahl von voneinander isolierten Leiterdrähten 4 gebildet ist. Figur 1 lässt sich entnehmen, dass eine Litze 3 aus 19 voneinander isolierten Leiterdrähten, nämlich Cu-Lackdrähten, besteht. Eine Fachung 2 ist hierbei aufgebaut aus vier Litzen 3. Die Fachungen 2 sind gleichmäßig über den Quer- schnitt der erfindungsgemäßen Leiteranordnung 1 verteilt. Hierbei ist es möglich, dass die einzelnen Fachungen 2 gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche der erfindungsgemäßen Leiteranordnung verteilt sind.
[0020] Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Leiteranordnung entlang ihrer Längsrichtung. Aus Figur 2 lässt sich entnehmen, dass die einzelnen Fachungen 2, die hier schwarz und weiß dargestellt sind, wechselseitig miteinander verflochten sipd. Aufgrund dieser Verflechtung kann eine homogene Verteilung der einzelnen Fachungen in der erfindungsgemäßen Leiteranordnung erreicht werden, wenn die durch den Flechtvorgang entstandenen Geflechte 5 zu der erfindungsgemäßen Leiteranordnung verseilt werden.
[0021] Figur 3 zeigt schematisiert den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Lei- teranordnung 1 , insbesondere eines Millikan-Leiters. Die Leiteranordnung 1 besteht aus vier Geflechten 5, die miteinander verseilt sind. Die vier untereinander verseilten Geflech- te sind von zwei Bandierungen 8 und 9 sowie von zwei extrudierten Isolationsschichten 6 und 7 umschlossen
Bezugszeichenliste
Leiteranordnung
Fachung
Litze
Leiterdraht
Geflecht
Isolationsschicht
Isolationsschicht
Bandierung
Bandierung

Claims

Ansprüche
Leiteranordnung (1), die mehrere Fachungen (2), bestehend aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten Litzen (3) aufweist, wobei die Litzen (3) aus einer Mehrzahl von voneinander isolierten Leiterdrähten (4) gebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
Gruppen von Fachungen (2) untereinander zu Geflechten (5) verflochten sind und dass eine Mehrzahl von Geflechten (5) zur Leiteranordnung (1) verseilt ist.
Leiteranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie eine wenigstens näherungsweise kreisrunde Querschnittsfläche aufweist.
Leiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fachungen (2) wechselseitig miteinander verflochten sind.
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterdrähte (4) zur Isolierung eine Isolierlackschicht aufweisen.
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Litze (3) aus einer Anzahl von 2 bis 1000, vorzugsweise 18 oder 19, Einzeldrähten (4) besteht,
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fachung (2) aus einer Anzahl von 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 8, Litzen (3) besteht.
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geflecht (5) aus einer Anzahl von 4 bis 48, vorzugsweise 16, Fachungen (2) besteht.
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von 1 bis 6, vorzugsweise vier, Geflechten (2) zu der Leiteranordnung (1) verseilt sind.
Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie von mindestens einer äußeren Isolationsschicht (6, 7) und/oder mindestens einer Bandierung (8, 9) umgeben ist.
10. Leiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Geflechten (S)aufgebaut ist, die unterschiedliche Anzahlen von Litzen (3) in den Fachungen (2) aufweisen.
1 1. Verwendung einer Leiteranordnung entsprechend einem der vorangegangenen Ansprüche zur kontaktlosen Energieübertragung für Transportsysteme.
12. Verwendung einer Leiteranordnung nach Anspruch 11 für Transportsysteme für Bauteile in der Industrieproduktion.
13. Verwendung einer Leiteran Ordnung nach Anspruch 12 für Transportsysteme für Bauteile in der Automobilherstellung.
14. Verwendung einer Leiteranordnung nach Anspruch 1 für Transportsysteme im Bereich der Elektromobilität.
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